Wasserdiffusionswiderstandszahl

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl: Definition und Beispiele für µ-Werte von Baustoffen

Inhalt des Wiki-Artikels

• Definition und Berechnung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
• Grundlegendes zur Wasserdampfdiffusion
• Beispiele für Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen
• Dampfbremse und Dampfsperre
• Bestimmung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
• Mögliche Schäden durch Feuchte

Definition und Berechnung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl bezieht sich auf den stoffspezifischen Durchgangswiderstand. Sie gibt an, um welchen Faktor der Widerstand eines Werkstoffs gegen Wasserdampfdiffusion den einer ebenso dicken Luftschicht bei gleicher Temperatur übersteigt. In einer Formel wird die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl durch ein µ dargestellt. Ein µ-Wert von 100 bedeutet, dass der Widerstand eines Werkstoffs gegen Wasserdampfdiffusion 50 Mal so hoch ist wie eine Luftschicht, die genauso dick ist wie der Werkstoff. In der Regel haben poröse Dämm- und Baustoffe einen niedrigeren µ-Wert als dichte Stoffe. Je höher der µ-Wert ist, umso größer ist der Wasserdampfdiffusionswiderstand.¹

Grundlegendes zur Wasserdampfdiffusion

Die Wasserdampfdiffusion erfolgt immer von der warmen zur kalten Seite eines Bauteils und von der Seite mit der höheren zu der Seite mit der niedrigeren Luftfeuchtigkeit. Dementsprechend ist die Richtung der Diffusion wetter- beziehungsweise jahreszeitenabhängig, im Winter diffundiert der Dampf vom Inneren eines Gebäudes nach außen. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand wird mit Hilfe der diffusionsäquivalenten Luftschichtdicke (sd) bestimmt. Diese kann mit dem µ-Wert eines Stoffes und dessen Materialstärke in Metern (m) berechnet werden. Die folgende Formel zeigt die Berechnung am Beispiel einer Polyethylenfolie (PE-Folie) mit einer Dicke von 0,2 Millimetern, die einen µ-Wert von 100 000 hat:²

0,0002 m •100000=20 m

Beispiele für Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen

Materialien wie Schafwolle, Flachs und Mineralwolle verfügen nur über einen geringen Widerstand gegen Wasserdampf, ihr µ-Wert liegt bei 1. Einen sehr hohen Diffusionswiderstand hat PE-Folie mit einem µ-Wert von 100 000, undurchlässig gegenüber Dampf ist Aluminiumfolie. Die nachstehende Tabelle listet diese und weitere Beispiele von Dämm- und Baustoffen mit ihrem µ-Wert auf:³

Dampfbremse und Dampfsperre

Sowohl Dampfbremsen als auch Dampfsperren verringern die Diffusion von Wasserdampf durch die Gebäudehülle. Ob Dämm- oder Baustoffe als Dampfbremse oder Dampfsperre gelten, ist von ihrer Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl abhängig. Bis zu einem µ-Wert von 10 000 gilt ein Stoff als Dampfbremse, liegt der Wert darüber, handelt es sich um eine Dampfsperre. Zur Verringerung der Wasserdampfdiffusion können zum Beispiel Folien, armierte Baupappen oder stoßverklebte Holzwerkstoffplatten eingesetzt werden. Durchdringungen von Dampfbremsen sollten möglichst vermieden werden, falls doch welche notwendig sind, sind sie mit Dichtmanschetten oder vorkomprimierten Bändern abzudichten.⁴

Bestimmung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl ist der Quotient aus dem Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizienten der Luft und dem Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizienten eines Stoffes. Ein µ-Wert von 1 bedeutet, dass die Wasserdampfdiffusion nicht gebremst wird. Ist der µ-Wert ∞ angegeben, bedeutet das, dass der Stoff dampfdicht ist. Absolut diffusionsdichte Materialen sind Metall und Glas. Die Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizienten werden entsprechend der Norm DIN EN ISO 12572 bestimmt.

Zur Ermittlung werden Prüfkörper genutzt, die in einem Gefäß einem Wasserdampfpartialdruckgefälle ausgesetzt werden, so dass ein Wasserdampfdiffusionsstrom von der Umgebung mit der höheren hin zu der mit der niedrigeren Luftfeuchtigkeit entsteht. Das zu prüfende Material behindert den Diffusionsstrom. Im Prüfgefäß wird nun ein Differentialklima an der Unterseite der Probe erzeugt. Über ein Trockenmittel oder eine gesättigte Salzlösung kann eine definierte Luftfeuchtigkeit eingestellt werden. Die Gesamtmasse wird dann in regelmäßigen Abständen gewogen, über die Zunahme beziehungsweise Abnahme des Gewichts ist der Nachweis eines stationären Wasserdampfdiffusionsstroms möglich, aus dem sich die Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizienten unter Berücksichtigung der bekannten Umgebungsbedingungen ableiten lassen.⁵

Mögliche Schäden durch Feuchte

Die Wasserdampfdiffusion durch die Gebäudehülle von Häusern wird durch bestimmte Dämm- und Baustoffe gebremst, um Feuchteschäden zu vermeiden. Denn wenn Wasserdampf durch eine Wand nach außen diffundiert und dabei abkühlt, kann sich im Mauerwerk oder der Dämmschicht Tauwasser ansammeln. Da Wasser Wärme sehr gut leitet, geht in diesem Fall viel Raumwärme verloren. Außerdem kann in Bauteilen konzentrierte Feuchte dazu führen, dass diese verrotten oder korrodieren, auch Frostabsprengungen und eine Verminderung der Wärmedämmfähigkeit können auftreten. Eine mögliche Folge davon sind Schäden an der Bausubstanz. Darüber hinaus bildet sich bei Feuchtigkeit schnell gesundheitsschädlicher Schimmel. In einem Haushalt mit drei Personen wird die Luft an einem Tag durch Pflanzen, Kochen, Duschen und andere Aktivitäten mit sechs bis 14 Litern Wasser angereichert, zudem gibt jeder Mensch bis zu 1,5 Liter Wasserdampf über das Atmen an die Umgebung ab. Über Fenster und Lüftungsanlagen wird der Großteil der Feuchtigkeit abgeleitet, lediglich ein halbes Prozent der Luftfeuchte diffundiert durch die Gebäudehülle. Wie hoch die Luftfeuchtigkeit im Inneren eines Hauses ist, hängt stark vom Nutzungsverhalten der Bewohner ab, vor allem in Bädern und Wohnräumen. Die durch Feuchtigkeit auftretenden Probleme lassen sich in vier Kategorien unterteilen:

• Neubaufeuchte
• Aufsteigende Feuchtigkeit im Mauerwerk
• Kondensationsfeuchte
• Feuchteschäden durch diverse andere Ursachen

Neubaufeuchte tritt in Neubauten auf. Mauern, Betondecken, Wände und Estriche müssen nach dem Bau eines Hauses erst einmal abtrocknen, damit die Materialien ihre Ausgleichsfeuchte erlangen. Aufsteigende Feuchtigkeit im Mauerwerk entsteht durch fehlende, schadhafte oder inkorrekt verlegte Abdichtungen, so dass Feuchtigkeit aus dem Boden ins Mauerwerk gelangen kann. Kondensationsfeuchte bildet sich beispielsweise an Fenstern, an der Wandoberfläche, in der Dämmung, in Belüftungsrohren oder im Kamin. Es handelt sich dabei um durch Kondensation entstandene Feuchtigkeit. Diverse andere Ursachen für Feuchteschäden sind unter anderem ein undichtes Dach, Schäden an Rohren, verstopfte Drainagen und nicht wirksame Lüftungen. Der Feuchteschutz beim Hausbau zielt vorwiegend darauf ab, Feuchtigkeitskonzentrationen in Bauteilen aufgrund von Dampfdiffusion und kapillarer Feuchtigkeitsbewegung zu verhindern.⁶